От теории к точной науке
Закон Ома для неоднородного участка
Теоретическая база, накопленная за несколько последних столетий, позволила в ХХ веке полученные знания переформатировать в точную науку. Основополагающие открытия и изобретения появились, благодаря тем учёным, кто открыл природу электрического тока. Точно установить, в каком году изобрели искусственное электричество, невозможно. Это произошло в основном в течение 18 и 19 веков.
Назвать того, кто первый изобрёл ток, довольно затруднительно. Скорее всего, это можно приписать целому ряду великих учёных, упомянутых выше. К этому приложили руку выдающиеся физики Америки, Англии, Франции, Италии, России и многих других стран Европы.
Несомненную бессмертную славу заслужили такие изобретатели и теоретики электротехники, как Эдисон и Тесла. Последний много приложил усилий по теоретическому обоснованию природы магнетизма, успешно реализовывал его на практике. Тесла является создателем беспроводного электричества.
Закон взаимодействия зарядов
Одной из фундаментальных скрижалей науки об электричестве является закон взаимодействия зарядов, известный как закон Кулона. Он гласит о том, что сила взаимодействия двух точечных зарядов находится в прямой пропорциональной зависимости от произведения количеств зарядов и обратно пропорциональна расстоянию в квадрате между этими точками.
Закон Кулона
Изобретение батареи
Документальным подтверждением изобретения электрической батареи считается предложенное устройство итальянским учёным Алессандро Вольта. Прибор назвали вольтовым столбом. Он представлял собой своеобразную этажерку, сложенную из медных и цинковых пластинок, переложенных кусками войлока, смоченного раствором серной кислоты.
Вверху и внизу столба создавался электрический потенциал, разряд которого можно было почувствовать, приложив к столбу ладони рук. В результате взаимодействия атомов металлов, возбуждённых электролитом, внутри батареи накапливалась электроэнергия.
Изобретатель гальванического электричества, Алессандро Вольта, положил начало появлению того, что сегодня называют батарейками.
Появление понятие тока
Выражение «ток» возникло одновременно с появлением электричества в лаборатории физика Уильяма Гилберта в 1600 году. Ток характеризует направленность электрической энергии. Он может быть как переменным, так и постоянным.
Закон электрической цепи
Бесценный вклад в развитие теории электричества внёс в XIX веке немецкий физик Кирхгофа. Он был автором терминов таких, как ветвь, узел, контур. Законы Кирхгофа стали основой построения всех электрических цепей радиоэлектронных и радиотехнических приборов и устройств.
Первый закон гласит: «Сумма электрических зарядов, идущих в узел в течение определённого времени, равна сумме зарядов, уходящих из него за это же время».
Второе положение Кирхгофа можно выразить так: «При прохождении токов через все ветви контура падает потенциал. При их возвращении в исходный узел потенциал полностью восстанавливается и достигает своей первоначальной величины. То есть утечка энергии в пределах замкнутого электрического контура равняется нулю».
Электромагнитная индукция
Явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре проводника при прохождении через него переменного магнитного поля описал в 1831 году Фарадей. Теория электромагнитной индукции позволила открывать последующие законы электротехники и изобретать различные модели генераторов как постоянного, так и переменного тока. Эти устройства демонстрируют, как появляется и проистекает электричество в результате действия электромагнитной индукции.
Кто является основоположниками науки об электричестве
В 1822 г. Георг Ом обнаружил магнитный эффект электрического тока, проходящего через соленоид. Ампер предложил исследовать стальной сердечник, помещенный внутрь соленоида для усиления магнитного поля. В 1826 году Георг Ом открыл закон ома — взаимодействия между сопротивлением, силой тока и напряжением в электрической цепи.
Британский физик Майкл Фарадей в 1831 г. открыл электромагнитную индукцию — явление индукции, при которой в замкнутом проводнике возникает ток. Так были созданы генераторы и электродвигатели — основа электротехники. Его идея заключалась в том, что электричество переносится атомами материи. В период с 1834 до 1861 года появился электродвигатель с полюсным якорем. Устройство, созданное Борисом Якоби в 1834 г., стало первым в мире электродвигателем, приводившим в действие вращающийся вал.
Более ранние конструкции производили только колеблющийся или возвратно-поступательный якорь. Этот двигатель постоянного тока имеет два комплекта электромагнитов. Подвижный соленоид (3) установлен на роторе (2), а неподвижный соленоид — на статоре (1). Смена полярности осуществляется с помощью переключателя (4). Источником питания служит электрическая батарея (6) постоянного напряжения. В период между 1860 и 1887 годами разрабатывались двигатели с круговыми, неявно поляризованными якорями и постоянным моментом. В 1888 г. сербский ученый и изобретатель Никола Тесла получил патент на систему переменного тока с использованием двухфазного электродвигателя.
Изучение постоянного тока
Опыты Гальвани касались в первую очередь физиологии. Пропуская электрический ток через тело лягушки, он заметил, как ее мышцы сокращались. Описание этих опытов заинтересовало не только биологов, но и физиков. Сам же Гальвани, проведя еще серию исследований, счел, что мышцы являются чем-то вроде Лейденской банки, или, если быть точнее, ее батарей. Эти опыты легли в основу современной электрофизиологии. Последователь итальянца, его соотечественник Алессандро Вольта, в 1800 году создал первый источник питания постоянного тока — гальванический элемент. Англичане Карлейл и Николсон повторили опыты своего коллеги, придя к выводу, что в определенных условиях электричество, пропущенное через воду, заставляет ее разлагаться на составные элементы. Подобные эксперименты в конечном итоге дали стимул развитию химии. Русские ученые также приложили руку к исследованиям — уроженец Санкт-Петербурга Василий Петров в 1803 году описал явление электрической дуги. Однако 9 лет спустя это открытие произошло снова и было представлено как случившееся впервые. Дальнейшие исследования уже были направлены на изучение характеристик и законов, управляющих током. Параллельно ученые находили все новые и новые способы применения электричества, изобретая удивительные приборы, которыми человечество пользуется до сих пор.
Хронология открытий и изобретений
В 1752 г. Бенджамин Франклин подтвердил идентичность природы молний и искр.
Алессандро Вольта экспериментальным путем доказал, что ряд химических реакций сопровождаются электрическим потоком. В 1800 г. он сконструировал батарею для генерации тока, выполнил его передачу на расстояние.
Исследованиями тока занимались Эмилий Ленц, Карл Гаусс. В 1830 г. было открыто электростатическое поле. Лампа с нитью из платины была изобретена Уорреном де ла Рю. В начале 1900-х гг. Никола Тесла развил коммерческое направление этой отрасли. Совместно с Томасом Эдисоном он разработал многофазную систему для распределения потока. Благодаря его изобретениям человечество пользуется бытовыми приборами.
Характеристики и параметры
Как очевидно из названия, величина постоянного тока и его напряжение в любой момент остаются неизменными. Несмотря на то что движение заряженных частиц происходит непрерывно, их общее пространственное положение остается стационарным. Кстати, как ни удивительно, но с технической точки зрения термин «постоянный ток» является некорректным, ведь неизменным является не он, а напряжение источника питания, его электродвижущая сила (ЭДС). Но понятие настолько прочно вошло в употребление, что его изменение просто невозможно представить. Итак, главным признаком этой разновидности остается отсутствие смены полярности напряжения на источнике питания. Постоянный ток обладает рядом параметров, которые, разумеется, присущи и другим типам:
- Сила или величина (I). Показывает количество тока, протекающего через поперечное сечение проводника за единицу времени. Измеряется в амперах.
- Плотность (F). Отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника. Единицы измерения — А/мм2.
- Напряжение (V). Эта физическая величина показывает работу источника электроэнергии при переносе заряда по отношению к ее величине. Измеряется в вольтах.
- Электрическая мощность (P). Обозначает скорость передачи или преобразования электроэнергии. Единица — ватт.
- Сопротивление (R). Эта величина характеризует свойство проводника препятствовать прохождению тока. Измеряется в омах.
Первый конденсатор, или Лейденская банка
Лейденской банка — первый конденсатор, который мог накапливать электрический заряд. Была открыта в 1745 году. Хотелось бы сразу отметить, что банка так названа не по имени изобретателя, а по названию города. Причем изобрели её два независимых исследователя примерно в одно и тоже время.
Первый исследователь, кто получил первый эффект накапливания — Эвальд Георг фон Клейст. Он назвал своё открытие «медицинская банка», но был незаслуженно забыт историей, так как в Лейденском университете профессор Питер Ван Мушенбрук более детально изучил это явления, сделав ряд опытов и представил банку научному обществу.
Началось всё с Эвальда Георга фон Клейста, когда он, желая зарядить гвоздь от электрической машины, положил его в банку из под медицинских препаратов и поднес к металлическому шару. Подержав некоторое время банку у работающей электрической машины, Клейст посчитал, что гвоздь уже достаточно зарядился. Держа одной рукой банку, другой он стал доставать гвоздь и получил ощутимый электрический удар. Клейст начал экспериментировать, наливая в банку разную жидкость — спирт, ртуть. Эффект продолжался. Таким образом, была найдена первая возможность накапливать электричество.
Есть версия, что слухи об открытии Клейста дошли до Лейденского университета. Как бы то ни было, если они и дошли, то в неверном виде, поэтому Питеру Ван Мушенбруку пришлось практически с нуля повторять этот эксперимент. Будучи профессором Лейденского университета, Мишенбрук искал пути накопления заряда, так как ему не нравилось, что электричество быстро исчезает и ограничивает опыты по времени. Мушенбрук считал, что если тела он будет окружать плохими проводниками, то они будут дольше сохранять заряд.
Таким образом, он налил воду в стеклянную банку и пытался передать туда заряд по медной проволоке от электрической машины, но ему это не удавалось. Держа одной рукой банку, другой он схватился за медную проволоку, что бы вытащить её и получил мощнейший электрический удар, о котором он вспоминал всю свою жизнь.
Доклад Питера Ван Мушенбрука произвел фуров в научном сообществе. Начались опыты, нацеленные на более емкое и длительное накопление заряда. Основной идей эксперимента было то, что он работал, только если банку держать рукой.
Уже позже было объяснено, что вода в банке выступала в роли одной пластины конденсатора, а рука в роли другой, тогда как стекло между рукой и водой было диэлектриком.
Майкл Фарадей — основоположник закона индукции и электротехники
Майкл Фарадей
Ученый занимавшиеся изучением электричества — великий английский физик и химик Майкл Фарадей (1791-1867). Его заслуга в изучении взаимной магнитной индукции между двумя связанными контурами как основа при производстве электричества огромна. Считают «отцом» электротехники.
Будучи сыном кузнеца, он был самоучкой, благодаря книгам по химии и электричеству, которые он читал во время своего ученичества в переплетной мастерской—работу, которую он начал в возрасте 14 лет. Когда он был еще подростком, у него была возможность посещать лекции великого химика Хамфри Дэви в Королевском институте. В возрасте 21 года Дэви нанял его помощником в Королевский институт, где Фарадей оставался в течение следующих 50 лет, будучи назначен заведующим его лабораторией в 1821 году. Хотя отсутствие формального образования оставляло ему математические пробелы, они были в значительной степени компенсированы поразительной экспериментальной интуицией, которая позволила ему стать одним из самых влиятельных экспериментальных исследователей всех времен.
В 1821 году Фарадей начал исследовать взаимодействие между магнитами и токами. Он разработал концепцию силовой линии (термин, который он ввел) для обоснования фигур, образованных железными опилками вблизи магнита. Используя эту концепцию, в августе 1831 года он открыл взаимную магнитную индукцию, отметив переходный ток, индуцируемый в катушке, когда ток включался и выключался во второй катушке. Обе катушки были намотаны на один и тот же тороидальный железный сердечник.
В октябре 1831 года Фарадей наблюдал самоиндукцию, возникающую в результате тока, индуцируемого в соленоидальной катушке движением магнита внутри ее отверстия.
Фарадей ввел термин электродвижущая сила для такого эффекта, и мы все еще видим это в использовании сегодня.
В 1831 году Фарадей также создал представление электромеханического генератора. Он ввел понятие диэлектрической проницаемости и построил первый переменный конденсатор в 1837 году. Он также изучал оптику и поляризацию света вместе со своим другом Чарльзом Уитстоуном, открыв в 1845 году эффект Фарадея (вращение поляризованного света при прохождении через намагниченную область).
Между 1846 и 1855 годами Фарадей признал магнитные свойства материи и ввел понятие диамагнетизма. Развивая идею силовых линий, он ввел понятия электрического и магнитного полей.
Не менее важными были открытия Фарадея в области химии, где он написал несколько прорывных работ. Он собрал свою колоссальную научную продукцию главным образом в экспериментальных исследованиях, опубликованных в нескольких номерах между 1839 и 1855 годами. Он выступал с памятными лекциями в Королевском институте, был назначен членом Королевского общества в 1824 году и дважды получил медаль Копли, в 1832 и 1838 годах, но отказался от дворянского титула и президентства Королевского института (1864) и не хотел регистрировать никаких патентов.
Энергетика и война
Накануне Великой Отечественной войны общая мощность электроэнергетики СССР составляла около 11 миллионов киловатт. Вторжение Германии и разрушение значительной части инфраструктуры сильно снизили эти показатели. На фоне этой катастрофы в Государственном Комитете Обороны сделали строительство предприятий, вырабатывающих мощности, частью оборонзаказа.
С освобождением территорий, занятых немцами, начался процесс восстановления разрушенных или поврежденных электростанций. Самыми важными были признаны Свирская, Днепровская, Баксанская и Кегумская ГЭС, а также Шахтинская, Криворожская, Штеревская, Сталиногорская, Зуевская и Дубровская ТЭС. Обеспечение оставленных немцами городов электричеством на первых порах осуществлялось благодаря энергопоездам. Первая такая передвижная станция прибыла в Сталинград. К 1945 году отечественной энергетике удалось выйти на довоенные показатели выработки. Даже краткая история электричества показывает, что путь модернизации страны был тернистым и извилистым.
История возникновения
Много лет назад люди наблюдали за природными явлениями, имеющими электрическую природу. В 600 г. до н.э. в Греции экспериментально установили, что потертая шерстью окаменелая смола притягивает предметы.
В 30-е гг. ХХ веке археологи нашли горшки, внутри которых находились медные листы. Эти своеобразные батареи для освещения были обнаружены в Багдаде, что дает основания предположить, что разработка принадлежит древним персам.
В 1600 году слово electricus использовалось Уильямом Гилбертом для описания статической энергии, возникающей при механическом взаимодействии веществ. Томас Браун в ряде исследовательских трудов использовал категорию «электричество» («янтарность»). С этого времени началась эра экспериментов с целью разгадки природы явления. Дата каждого из них вписана в историю.
Период ранних открытий подготовил базис для развития науки, проведения исследований, разработки оборудования для транспортирования электричества.
История электричества
Давным-давно, в VII веке до нашей эры, греческий философ Фалес Милетский (624 – 545 гг. до н.э.) заметил, что потёртый о шерсть янтарь приобретает свойство притягивать лёгкие предметы. Что интересно, греки называли янтарь электроном, по имени звезды Электра из созвездия Тельца. С тех давних пор прошло больше двух тысячелетий и только в 1600 году английский физик Уильям Гилберт (1544 – 1603 гг.) издаёт книгу, в которой описывает свои опыты над магнитами и электрическими свойствами тел. Он заметил, что не только янтарь, но и ряд других тел после натирания обладают способностью притягивать мелкие лёгкие предметы. Отдавая честь янтарю, Уильям Гилберт назвал это явление электрическим (от латинского слова electricus – янтарный) и впервые ввёл термин «электричество». Под ним подразумевается совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов.
В последующие годы многие учёные занимались исследованием электричества. Они сделали большое количество открытий в этой области, благодаря которым человечество использует данный вид энергии. В память о заслугах отдельных учёных их фамилиями были названы некоторые единицы измерений. Среди них: итальянский физик, химик и физиолог Александро Вольта (1745 – 1827 гг.), французский физик, математик и естествоиспытатель Андре-Мари Ампер (1775 – 1836 гг.), немецкий физик Георг Симон Ом (1789 – 1854 гг.) и ряд других учёных. Благодаря таким людям, сейчас мы используем электричество для своего блага и удобства.
Не всем известно, что к изучению электричества имел отношение Бенджамин Франклин (1706 – 1790 гг.). Большинство людей знают его как великую историческую личность, внёсшую огромный вклад в становление США (Соединённых Штатов Америки) как независимого государства. В память о политических заслугах Бенджамина Франклина установлены памятники, а на стодолларовых купюрах с 1914 года печатают его портрет. Как говорят: «Талантливый человек талантлив во всём». Оказывается, он был не только политиком, но ещё исследователем и изобретателем. Бенджамин Франклин ввёл понятие положительного и отрицательного заряда. Вот те самые «+» (плюсы) и «-» (минусы), которые в наше время можно увидеть на любой простой батарейке. Ещё он проводил исследования грозовых явлений и обнаружил присутствие электричества в воздухе, так называемое атмосферное электричество. В 1752 году Бенджамин Франклин изобрёл молниеотвод (в быту его чаще называют громоотвод, хотя к грому это устройство отношения не имеет). Металлический штырь, соединённый толстой проволокой с заземлителем, снимал во время грозы напряжённость электрического поля. В редких случаях удара молнии пропускал её через себя в землю. Это изобретение имело большое практическое значение. Теперь высокие здания, колокольни и т.п., оборудованные такими устройствами, могли больше не бояться молнии.
Вольтов столб
К своему самому известному открытию ученый пришел занимаясь изучением опытов своего соотечественника Луиджи Гальвани, которому удалось обнаружить эффект сокращения мышечных волокон препарированной лягушки в процессе взаимодействия ее вскрытого нерва с двумя разнородными металлическими пластинками. Автор открытия объяснил явление существованием «животного» электричества, однако Вольта предложил другую интерпретацию. По его мнению, подопытная лягушка выступала своеобразным электрометром, а источником тока был контакт разнородных металлов. Сокращение мышц было вызвано вторичным эффектом от действия электролита – жидкости, находящейся в тканях лягушки.
Чтобы доказать правильность выводов Вольта провел эксперимент на самом себе. Для этого он приложил к кончику языка оловянную пластинку и параллельно к щеке серебряную монету. Предметы были соединены небольшой проволочкой. В результате ученый почувствовал языком кисловатый привкус. В дальнейшем он усложнил свой опыт. На этот раз Алессандро положил себе на глаз кончик оловянного листочка, а во рту разместил серебряную монету. Предметы соприкасались друг с другом с помощью металлических острий. Всякий раз при контакте он чувствовал глазом свечение, подобное эффекту молнии.
В 1799 году Александро Вольта окончательно пришел к выводу, что «животного электричества» не существует, а лягушка реагировала на электрический ток возникающий при контакте разнородных металлов.
Этот вывод Алессандро использовал при разработке собственной теории «контактного электричества». Сначала он доказал, что при взаимодействии двух металлических пластин одна приобретает большее напряжение. В ходе дальнейшей серии экспериментов Вольта убедился, что для получения серьезного электричества одного контакта разнородных металлов мало. Оказывается, для появления тока необходима замкнутая цепь, элементами которой выступают проводники двух классов – металлы (первый) и жидкости (второй).
В 1800 году ученый сконструировал Вольтов столб – простейший вариант источника постоянного тока. В его основе лежали 20 пар металлических кружочков, выполненные из двух видов материала, которые были разделены бумажными или тканевыми прослойками, смоченными щелочным раствором или соленой водой. Присутствие жидких проводников автор объяснял наличием особого эффекта, согласно которому в ходе взаимодействия двух различных металлов появляется некая «электродвижущая» сила. Под ее воздействием электричество противоположных знаков сосредотачивается на разных металлах. Однако Вольта не смог понять, что ток возникает как результат химических процессов между жидкостями и металлами, поэтому представил иное объяснение.
Если сложить вертикальный ряд пар различных металлов (например, цинка и серебра без прокладок), то заряженная током одного знака цинковая пластина будет взаимодействовать с двумя серебряными, которые заряжены электричеством противоположного знака. В результате вектор их совместного действия будет обнуляться. Для обеспечения суммирования их действий необходимо создать контакт цинковой пластины только с одной серебряной, что можно достичь с помощью проводников второго класса. Они эффективно дифференцируют пары металлов и не создают помех для движения тока.
Вольтов Столб — гальванический элемент (химический источник постоянного тока). По сути дела — это первая в мире аккумуляторная батарея
О своем открытии в 1800 году Вольта сообщил Лондонскому королевскому обществу. С этого времени источники постоянного тока, изобретенные Вольтой, стали известны всему физическому сообществу.
Несмотря на определенную научную ограниченность выводов Алессандро вплотную приблизился к созданию гальванического элемента, который связан с трансформацией химической энергии в электрическую. В дальнейшем ученые многократно проводили эксперименты с вольтовым столбом, которые привели к открытию химических, световых, тепловых, магнитных действий электричества. Одним из наиболее заметных вариантов конструкции вольтова столба можно признать гальваническую батарею В. Петрова.
В качестве эксперимента, можно создать Волтов столб своими руками из подручных средств.
Вольтов столб своими руками. Между медными монетами находится кусочки салфетки смоченные уксусом (электролитом) и кусочки алюминиевой фольги
Гальванизм — мертвая лягушка дрыгает лапками
В 1771 году, ученый Луиджи Гальвани, препарируя лягушку, без задней мысли положил её рядом с работающей электрической машиной. Коснувшись скальпелем до нервов внутреннего бедра лягушки, в изумлении увидел, как начали сокращаться мышцы.
Так, случайное обстоятельства этого открытия, положило начало электрофизиологии. Луиджи Гальвани скрупулезно изучал это явление, что в 1791 году вылилось в «Трактат о силах электричества при мышечном движении». В честь его имени открытия, совершенные им, назвали гальванизмом
Основной идей Гальвани было то, что мышцы это естественная природная лейденская банка, способная накапливать заряд, который передается по нервам.
Если Гальвани преследовал исключительно научные цели, то его племянник, Джованни Альдини, увидел в этом возможность собирать аудитории и устраивать шоу.
Договорившись о том, что он может использовать тела казненных преступников, в целях демонстрации «животного электричества», он пропускал ток через трупы и зрители в ужасе видели, как уже умершие люди корчили гримасы, двигали руками и ногами.
Позже это легло в книгу Мери Шелли «Франкенштейн, или Современный Прометей».
Когда появилось электричество на территории России
Практически электрическое освещение в России появилось в 1879 на Литейном мосте в Петербурге, а официально — в 1880, с созданием 1-го электротехнического отдела, занимавшегося внедрением электричества в экономику государства. В 1881 Царское село было освещено электрическими фонарями. Лампы накаливания в Кремле в 1881 г осветили вступления на трон Александра III.
Энергетика России 2018
Прообраз российской энергосистемы был создан в 1886 г с основанием промышленно-коммерческого общества. В его планы входила электрификация населенных пунктов: улиц, заводов, магазинов и жилых домов. Первая крупная электрическая станция начала свою работу в 1888 г. в Зимнем дворце и на протяжении 15 лет считалась самой мощной в Европе. К 1917 г. в столице уже было электрифицировано около 30% домов. Далее развитие энергетики в СССР шло по плану ГОЭЛРО принятого 22 декабря 1920 года. Этот день до сих пор отмечается в России и странах СНГ, как День энергетика. План во многом позаимствовал наработки российских специалистов 1916 года. Благодаря ему была увеличена выработка электроэнергии, а к 1932 г. она возросла с 2 до 13,5 млрд кВт.
В 1960 г. уровень выработки электроэнергии составил 197.0 млрд. кВт-часов, и далее он продолжал неуклонно расти. Ежегодно в стране вводились новые энергетические мощности: ГРЭС, ТЭЦ, КЭС, ГЭС и АЭС. Суммарная их мощность к концу 1980 составила 266.7 тыс. МВт, а выработка электрической энергии в СССР достигла рекордных 1293.9 млрд. кВт∙ч.
После развала СССР, Россия продолжала наращивать темп развития энергетики, по результатам 2018 года выработка электроэнергии в стране составила −1091 млрд. кВт∙ч, что позволило стране войти в четверку мировых лидеров после Китая, США и Индии.
https://youtube.com/watch?v=Ep2ySnuRVPU
Великие открытия 18-19 веков
Исследования в области электричества были успешно продолжены другими учеными. Так в 1707 году французский физик Дю Фей обнаружил разницу между электричеством, получаемым от трения о разные материалы. Для экспериментов использовались круги из стекла и древесной смолы.
В 1729 году английскими учеными Греем и Уилером было установлено, что отдельные виды веществ способны пропускать сквозь себя электричество. Именно с их открытия все тела начали разделяться по типам и называться проводниками и непроводниками электричества. В этом же году голландский физик Мушенбрук из Лейдена сделал грандиозное открытие. В ходе опытов со стеклянной банкой, закрытой с двух сторон листами станиоля, было установлено, что такой сосуд способен накапливать электричество. По месту проведения эксперимента данный прибор был назван лейденской банкой.
Большой вклад в науку внес американский ученый и общественный деятель Бенджамин Франклин. Он доказал теорию совместного существования положительного и отрицательного электричества, объяснил процессы, происходящие во время зарядки и разрядки лейденской банки. Было установлено, что свободная электризация обкладок этого прибора может происходить под действием разных электрических зарядов. Бенджамин Франклин много времени уделял изучению атмосферного электричества и доказал с помощью громоотвода возникновение молнии от разности электрических потенциалов.
В 1785 году французским ученым Шарлем Кулоном был открыт закон, описывающий электрическое взаимодействие между точечными зарядами. Открытие точного физического закона произошло без сложного лабораторного оборудования, с помощью лишь стальных шариков. Для определения расстояния и силы взаимодействия использовались такие же крутильные весы, как и при исследованиях сил тяготения между двумя телами. Ученый не пользовался абсолютной величиной электрических зарядов, он просто брал два одинаковых заряда или неодинаковые, но с заранее известной разницей их величины.
Важное открытие в области электричества было сделано итальянским ученым Алессандро Вольта в 1800 году. Этим изобретением стала химическая батарея, состоящая из круглых серебряных пластинок, переложенных кусками бумаги, предварительно смоченных соленой водой
Химические реакции, возникающие в батарее, способствовали регулярному вырабатыванию электрического тока.
В 1831 году знаменитый английский физик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, и на ее основе первым в мире изобрел электрический генератор. С именем Майкл Фарадей связаны понятия электрического и магнитного поля, изобретение простейшего электродвигателя.
Вся история электричества была бы неполной без выдающегося изобретателя Николы Тесла, работавшего на рубеже 19-20 веков и значительно обогнавшего свое время. Свои исследования в области магнетизма и электричества он постоянно переводил в практическую плоскость. Приборы, созданные гениальным ученым, до сих пор считаются уникальными и неповторимыми.
В течение всей своей жизни, посвященной изучению возможностей электричества, Тесла зарегистрировал множество патентов, сделал открытия, ставшие прорывом в электротехнике. Большинство изобретений и открытий, так или иначе до сих пор используются в повседневной жизни. Из наиболее известных работ следует отметить вращающееся магнитное поле, позволяющее использовать переменный ток в электродвигателях без преобразования в постоянный ток. Также Тесла создал двигатель переменного тока, на основе которого в дальнейшем был создан генератор переменного тока. Эти и другие открытия успешно использовались во многих технических решениях.
Ученых, сделавших весомый вклад в развитие науки об электричестве, можно перечислять очень долго. В завершение хочется отметить Георга Ома, который в ходе экспериментов вывел основной закон электрической цепи. Благодаря Ому появились такие термины, как электродвижущая сила, проводимость, падение напряжения и другие. Не менее известен Ампер Андре-Мари, придумавший правило правой руки для определения направления тока на магнитную стрелку. Ему принадлежит и конструкция усилителя магнитного поля, представляющего собой катушку с большим количеством витков. Эти и другие ученые много сделали для того, чтобы человечество в полной мере пользовалось теми благами, которые дает электричество.
Электричество из воздуха своими руками
Электричество из земли
Электричество из магнита
Как получить электричество из картошки
Электричество в доме
Как снять статическое электричество
Личная жизнь и наследие
Вольта женился на Терезе Перегрини, дочери графа Людовико Перегрини, в 1794 году. У пары родилось три сына.
Вольта скончался в возрасте 82 лет в своём поместье в Камнаго, Италия. Был погребён там же, и за его выдающиеся заслуги место переименовали в Камнаго-Вольта.
Награда имени Алессандро Вольта присуждается за научные заслуги в области электричества.
За свою жизнь Вольта сотрудничал со множеством выдающихся личностей, в том числе с известным французским физиком Жаном Антуаном Нолле и итальянским экспериментатором Джованни Баттиста.
Берн Дибнер написал книгу-биографию с названием «Алессандро Вольта и электрическая батарея», которая была опубликована в 1964 году.
Ещё одна книга с названием «Вольта: наука и культура в эпоху Просвещения» была написана Джулианом Панкалди и опубликована 2005 году.
Выводы по течениям и тканям животных
С 1794 года Вольта интересовался генерацией электрического тока через металлы без использования тканей животных, что было популярным в то время.
Луиджи Гальвани, еще один известный ученый и друг Вольты, провел несколько экспериментов в этой области несколькими годами ранее, в 1780 году. Согласно экспериментам, проведенным Гальвани, можно было генерировать электрический ток, когда два металла с разными характеристиками контактировали с мышцей. лягушки.
В этом случае Вольта повторил эти эксперименты и получил аналогичные ответы, но его не совсем убедил результат.
Затем, с помощью различных экспериментов, проведенных в 1794 году, Вольта смог подтвердить, что ткани животных не нужны для генерации электрического тока. Это было революционное заявление для того времени.
С этого момента поиски Вольта начали проверять его гипотезу и получать одобрение научного сообщества. Вольта провел несколько экспериментов, и, наконец, в 1800 году была обнаружена первая электрическая батарея.
Куча, созданная Вольтой, состояла из 30 металлических колес, отделенных друг от друга влажной тканью. В конце концов, Вольта представил свое изобретение Лондонскому королевскому обществу, которое после проведения различных проверок признало Вольта изобретателем первой электрической батареи.
